模具之家讯：关键字：模具寿命|降低成本|研究方向摘要：市场经济条件下，产品不仅要具备良好的质量，同时也必须具备价格的优势，而产品的价格则依赖于生产制造成本，模具的费用是构成制造成本的重要因素之一。所以提高模具使用寿命，降低产品生产成本是一项很重要的工作，本文主要阐述提高锻钢连杆模具寿命的一点实践经验。
随着我国汽车行业的高速发展，对内燃机配件质量提出了更高的要求，为适应这一发展的需要，各个企业纷纷采用新材料、新工艺手段来满足这一要求，如内燃机中最重要的零件之一曲轴、连杆等零件，已由原来的铸钢转变为锻钢件，虽然零件质量有了明显的提高，但成本同时也在增加。市场经济条件下，产品不仅要具备良好的质量，同时也必须具备价格的优势，而产品的价格则依赖于生产制造成本，模具的费用是构成制造成本的重要因素之一。所以提高模具使用寿命，降低产品生产成本是一项很重要的工作，本文主要阐述提高锻钢连杆模具寿命的一点实践经验。
1 模具使用分析：
1.1材料材料的选用：
公司产品均采用热状态下模锻生产，以往多采用5CrNiMo、45Cr2NiMoVSi钢种。5CrNiMo钢是我国使用最广的热锻模具钢，同时在使用中发现淬透性不能满足大截面锤锻模的需求，截面尺寸大于300×500mm时，心部硬度已经不能满足要求，因此其强度和韧性较低。而45Cr2NiMoVSi钢热稳定性比5CrNiMo钢高出150℃以上并具有高温强度和韧性见表1。因此，当使用模块截面积小于300×500mm时，可选用5CrNiMo钢(价格低)，因为该钢种热处理工艺性能较好，所以连杆模具适合选择该钢种;当使用模块截面积大于300×500mm，可选用45Cr2NiMoVSi钢(价格高)。
1.2模具的失效因素
模具的使用寿命去除材料的影响外，还与设计结构、成型及制造工艺、热处理工艺、润滑及使用维护、表面强化等有密切关系。常见的失效模式：型腔硬度低、产生疲劳纹、凸起部位倒伏等。造成锻件“肥大”尺寸超标。这种缺陷的产生，与模具型腔表面强度有直接的关系，在其它条件不变的情况下，提高模具表面硬度是提高寿命的关键。一般情况下，模具型腔机械加工完成后进行热处理，在热处理过程中，模具经过长时间高温加热，表面产生氧化脱碳，形成了一层有害的脱碳层，降低了模具表面硬度，埋下了模具早期磨损的种子，导致模具寿命的降低。
2 模具热处理：
选取连杆终锻模具两副(每副上、下模各一件)见图1、图2，材质5CrNiMo钢，截面积300×500mm，经过机械加工后，用同样的热处理工艺参数生产，860℃淬火 保温3h 油冷;510℃回火 保温6h 空冷。但加热炉状态不同。第一副模具按上述热处理工艺，用普通加热炉加热;另一副模具加热时采用真空热处理(委外)，加热时炉内真空度保持为10MPa。每副模具在热处理过程中用同熔炼炉号材质制作试块，随模块共同热处理，做为检验模块指标用。模块经过热处理后，分别对试块进行检验，脱碳层检验见图3、图4。检验结果见表2。从表2中可以看出，模块用普通加热炉加热后，表面产生0.21mm深脱碳层，并且硬度下降了HRC7。
3 效果及结论
将两副模具分期投入3150吨压力机生产6113连杆，锻造设备、工艺参数等完全相同的条件下组织生产。改变热处理前、后的产量、单件成本见表2，可见单件模具成本可降低50%，即由原来的1.863元/件，降为0.931元/件;模具寿命由原来的2000件/副增加到7600件/副。因此，模具采用真空热处理能够明显地提高使用寿命。
表2
4 小结
(1) 模具采用真空热处理后，其使用寿命明显提高。如果采用渗氮、碳或碳氮共渗理论上分析，效果应该更好，但模具成本会进一步提高，产品单件成本是否能够下降，需要进一步验证。
(2) 根据锻件的重量不同，选择不同材质模具钢，也是研究提高模具寿命的一个方向。
(3)
参考文献：
[1]冯晓曾等.提高模具寿命指南-选材及热处理[M].北京：机械工业出版社.1994.
[2]许进等.模具钢[M].北京：冶金工业出版社.1998.
[3]邓玉昆等.高速工具钢[M].北京：冶金工业出版社.2002.432-462.
[4]陈蕴博.热做模具钢的选择与应用[M].北京：国防工业出版社.1993.
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